用于原子荧光的氩氢火焰低温自动点燃装置

技术领域

本发明涉及原子荧光的分析技术领域中使用的点火装置，尤其是涉及原子荧光的低温原子化领域。 

背景技术

氩氢火焰在原子荧光光谱检测技术中起着将蒸气发生反应生成的气态物质原子化的重要作用。除Hg、Cd元素外，As、Sb、Pb、Se等绝大部分原子荧光所能检测的元素在检测过程中均需要在氩氢火焰中原子化为基态原子，才能进而在激发光源的辐照下产生原子荧光，最终根据浓度与原子荧光强度之间的关系才可以得到最终的检测结果。换言之，如果在原子荧光检测过程中氩氢火焰没有被点燃，除Hg、Cd元素外，将无法检测到As、Sb、Pb、Se等绝大部分元素的原子荧光信号，因此也无法得到正确的分析结果。 

原子化器的氩氢火焰低温自动点燃装置起到点燃原子荧光蒸气发生反应过程中生成的氢气的作用，确保检测过程中氩氢火焰的点燃是原子荧光光谱仪能否正常工作的先决条件。同时，氩氢火焰低温自动点燃装置的工作寿命的长短也是决定原子荧光光谱仪整机可靠性的决定要素之一。 

1998年，张锦茂等报道了“低温原子化”技术(张锦茂、张勤、宁建统氩氢火焰低温自动点燃装置用于氢化物-原子荧光光谱分析中研究[J].岩矿测试，1998，17(1)：22~28.)。采用高温电阻丝作为氩氢火焰点燃装置，安装于石英炉管的顶端，通过使电阻丝间歇工作的方式点燃氩氢火焰。 

中国专利号为ZL94207732.6的专利报道了一种氢化物原子荧光氩氢火焰的低温自动点燃装置，在石英炉管的上端侧面安装一段与石英炉管同心的圆弧状电阻丝作为氩氢火焰点燃装置，通过使电阻丝间歇工作的方式点燃氩氢火焰。 

中国专利号为ZL00234438.6的专利报道了一种原子荧光氩氢火焰的自动低温点火装置，在石英炉管的端口下方盘绕一圈电炉丝，同时在炉管顶端开两个互成180度的竖槽，让电阻丝与氢气直接接触，有利于氩氢火焰的自动点燃。 

中国专利号为ZL200720190235.7的专利报道了一种温度可控带预热的石英加热炉体，将炉丝盘绕在石英管口处，起到点燃氩氢火焰的作用。 

上述报道中均采用电阻丝作为加热源以点燃氩氢火焰，存在较多难以解决的问题，分别对其描述如下： 

由于安装空间的限制，电阻丝的长度受到了很大限制，即使绕成螺旋状也需要在远超出额定功率的条件下工作，才能保证石英炉管口达到氩氢火焰的点燃温度。长期超负载工作和在开放环境下加热，极易发生电阻丝老化现象，导致实际加热功率逐渐下降，直至点火失败，严重时会发生电阻丝断裂现象。 

电阻丝一般需要经过绕制成螺旋状，然后再拉伸，截取所需电阻值长度的电阻丝后安装在固定模块上。电阻丝的绕制、截取和安装较为复杂，在拉伸及安装过程中极易发生螺旋状电阻丝局部短路现象，加剧了电阻丝工作过程中老化及断裂的速度。 

原子荧光普遍使用挥发性的酸，如盐酸、硝酸等，由于电阻丝不可避免地会长期与其接触而发生腐蚀，再加上电阻丝一般不具备耐盐酸和硝酸腐蚀的能力，因此挥发性酸的腐蚀是加速电阻丝老化的关键因素之一。 

对于使用蠕动泵抽取废液的原子荧光而言，如果蠕动泵因泵管老化等原因无法抽取废液，会导致气液分离器中的溶液直接进入原子化器，与工作状态下的电阻丝接触后会发生短路现象，进而会损坏原子荧光主机的电气系统。 

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种用于原子荧光的氩氢火焰低温自动点燃装置，采用氮化硅陶瓷点火针作为点火器件，全面替代电阻丝，解决现有结构存在的电阻丝易于老化和断裂，可靠性差和装配复杂等问题。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种用于原子荧光的氩氢火焰低温自动点燃装置，其特征在于：包括点火针、弹簧、固定支架和位置调节旋钮，其中： 

所述固定支架为中空管状，其前端的端面上开有通孔； 

所述点火针设于所述固定支架内，所述点火针的加热针头从所述固定支架前端的通孔中穿出； 

所述弹簧抵接在所述固定支架的前端与所述点火针之间； 

所述位置调节旋钮与所述固定支架的后端螺纹连接，并向前抵推所述点火 针。 

所述点火针包括：所述加热针头、连接在所述加热针头后端的绝热杆、连接在所述绝热杆后端的陶瓷底座、以及从所述陶瓷底座和绝热杆内部穿过再与所述加热针头电连接的电源线。 

所述弹簧穿套在所述点火针的绝热杆上。 

所述位置调节旋钮内设有穿孔，所述点火针的电源线从所述穿孔中通过。 

所述加热针头是包括氮化硅和二硅化钼的陶瓷电加热体。 

所述加热针头的直径为1~5mm，长为2~10mm，其工作电压为5~36V，最高加热温度为1000~1300℃。 

所述绝热杆由氮化硅陶瓷制成，直径为2~5mm，长为5~20mm。 

所述陶瓷底座由氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷制成，其直径为8~15mm，长为5~30mm。 

所述弹簧为压缩弹簧，由耐高温合金材料制成，其合金牌号为GB2135、GH4169或GH4145，弹簧的最高工作温度为600℃，内径为6~8mm，外径为8~12mm，长为5~15mm。 

所述固定支架以及所述位置调节旋钮由氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷制成。 

本发明的有益效果在于：点火针为一次成型设计，安装方便、点火温度高、具有极高的热效率，且具有优异的耐酸碱腐蚀性能、即使与溶液发生接触也不会发生短路现象。通过旋转位置调节旋钮，就可以直接调节点火针加热区的位置。而且本发明易于安装、耐腐蚀性能优异，性能可靠，点火寿命长。 

附图说明

图1为点火针剖视图； 

图2是本发明的剖视结构图。 

附图标记说明：固定支架1；通孔11；弹簧2；点火针3；加热针头31；绝热杆32；陶瓷底座33；电源线34；位置调节旋钮4；穿孔41。 

具体实施方式

如图2所示，本发明提供一种氩氢火焰低温自动点燃装置，其由固定支架1、弹簧2、点火针3和位置调节旋钮4组成，其中： 

所述固定支架1为中空管状，其前端的端面上开有通孔11，后端设有内螺 纹； 

所述点火针3包括：加热针头31、连接在所述加热针头31后端的绝热杆32、连接在所述绝热杆32后端的陶瓷底座33、以及从所述陶瓷底座33和绝热杆32内部穿过再与所述加热针头31电连接的电源线34，所述点火针设于所述固定支架1内，所述加热针头31从所述固定支架1前端的通孔11中伸出； 

所述弹簧2穿套在所述点火针3的绝热杆上，其一端与所述固定支架1的前端抵接，另一端与所述点火针3的陶瓷底座33抵接； 

所述位置调节旋钮4内设有穿孔41，所述点火针3的电源线34从所述穿孔41中通过，所述位置调节旋钮4上设有外螺纹，所述外螺纹与所述固定支架1后端的内螺纹配合连接，由于所述位置调节旋钮4的前端面与所述点火针3的陶瓷底座33抵接，可迫使所述弹簧2压缩变形。 

如此，通过旋转所述位置调节旋钮4，可以调节点火针3的加热针头31穿出所述通孔11的长度。 

本发明中，所述点火针的加热针头31是含有氮化硅和二硅化钼的陶瓷电热体，其直径为1~5mm，长为2~10mm，其工作电压为5~36V，最高加热温度为1000~1300℃。 

所述绝热杆32由氮化硅陶瓷制成，其直径为2~5mm，长为5~20mm。 

所述陶瓷底座33由氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷制成，直径为8~15mm，长为5~30mm。 

所述弹簧2为压缩弹簧，由耐高温合金材料制成，其合金牌号为GB2135、GH4169或GH4145，所述弹簧2的最高工作温度为600℃，内径为6~8mm，外径为8~12mm，长为5~15mm。 

所述固定支架由氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷制成。 

所述位置调节旋钮由氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷制成。 

在进一步的实施例中，所述加热针头31的直径为2mm，长为5mm，其工作电压为24V，加热温度为1200℃。点火针3的绝热杆32的直径为3mm，长为6mm。所述陶瓷底座33由氧化铝陶瓷制成，直径为8mm，长为10mm。所述弹簧2为压缩弹簧，由耐高温合金材料制成，其优选合金牌号为GB2135，弹簧2的最高工作温度为600℃，内径为4mm，外径为6mm，长为10mm。所述固定支架1由氧化铝陶瓷制成。所述位置调节旋钮4由氧化铝陶瓷制成。 

本发明采用含有氮化硅和二硅化钼的陶瓷电热体作为点火器件，解决了传 统电阻丝加热氩氢火焰点燃装置可靠性差、不耐腐蚀、电阻丝易老化的问题。本发明系统结构简单、易于安装、耐腐蚀性能优异、性能可靠，点火寿命长。 

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，例如将固定支架与位置调节旋钮上内外螺纹相互对调，都将落入本发明的保护范围之内。